電感耦合等離子質(zhì)譜上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著近代工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題、食品安全問(wèn)題和醫(yī)藥衛(wèi)生等問(wèn)題得到了人們的廣泛關(guān)注，人們開(kāi)始在意自己所處的環(huán)境和日常食品是否會(huì)給身體帶來(lái)危害，因此需要清楚地知道自己所處的環(huán)境，食用的食品以及水質(zhì)中都含有什么物質(zhì)以及這些物質(zhì)的含量是否超標(biāo)。由于這些問(wèn)題亟待解決，最近十幾年來(lái)元素分析技術(shù)得到了快速的發(fā)展。如今大多數(shù)公司使用的元素分析技術(shù)是光譜和色譜技術(shù)，這些技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟并得到了很多分析儀器公司的廣泛使用，由于光譜色譜檢測(cè)待測(cè)元素和測(cè)量待測(cè)元

2、素含量時(shí)閥值太高，最多只能檢測(cè)到微克級(jí)別，而且需要的樣品量比較大，對(duì)于核工業(yè)、水質(zhì)重金屬和地質(zhì)中某些極為稀有元素的含量的檢測(cè)顯然已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求。ICP-MS（電感耦合等離子質(zhì)譜）測(cè)量元素含量時(shí)檢測(cè)的閥值很低，能夠達(dá)到納克級(jí)別，而且靈敏度極好。然而現(xiàn)在的市場(chǎng)上所用的ICP-MS技術(shù)在測(cè)量元素含量時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行去噪處理采用的算法一般分為多點(diǎn)滑動(dòng)平均法和差分法。多點(diǎn)滑動(dòng)平均法對(duì)于周期性信號(hào)有效性較高，但是待處理數(shù)據(jù)中存在較大誤差大的點(diǎn)或者錯(cuò)誤

3、的點(diǎn)，多點(diǎn)滑動(dòng)平均法會(huì)將錯(cuò)誤的值計(jì)算到平均值中，影響測(cè)量結(jié)果；差分法采用的閾值具有不穩(wěn)健性，剔除粗大誤差點(diǎn)的效果不可靠。為了解決上述問(wèn)題，本文做了如下工作：第一，使用自適應(yīng)去噪處理算法，有效的去除了信號(hào)中的粗大誤差點(diǎn)；第二，使用形態(tài)學(xué)濾波算法和凸包算法對(duì)圖譜進(jìn)行平滑濾波和基線校正，有效的提取有用的信號(hào)；第三，使用最小二乘法進(jìn)行譜圖擬合，這樣可以精確的測(cè)得元素的含量。元素精準(zhǔn)度的提高在核工業(yè)、地質(zhì)稀有元素的檢測(cè)等領(lǐng)域具有重大的意義。

4、>　　本文主要完成了ICP-MS上位機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)。首先介紹了上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。接著詳細(xì)介紹了該上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程和具體細(xì)節(jié)，包括如下幾個(gè)模塊：參數(shù)設(shè)置模塊，完成上位機(jī)和下位機(jī)之間進(jìn)行通信的必要的參數(shù)設(shè)置；通信模塊，采用RS232通信，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)和下位機(jī)之間的通信；數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)下位機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)；數(shù)據(jù)分析和處理模塊，實(shí)現(xiàn)了從下位機(jī)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和去噪處理，進(jìn)一步提高了元素含量測(cè)定的精準(zhǔn)度；繪圖模塊